CN101506511B

CN101506511B - 燃料喷射阀

Info

Publication number: CN101506511B
Application number: CN2006800556463A
Authority: CN
Inventors: 早谷政彦; 安部元幸; 石川亨; 久保田荣一; 小渡武彦
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2006-09-25
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2026-09-25
Also published as: WO2008038395A1; US20100012754A1; US8104698B2; JP4887369B2; EP2077389A4; JPWO2008038395A1; EP2077389B1; EP2077389A1; CN101506511A

Abstract

本发明提供一种燃料喷射阀，在用于内燃机的喷射器中，将受固定铁芯的剩磁及燃料的表面张力的影响而产生的闭阀延迟时间缩短，从而减小最小喷射量。其构成为：在管状部件的内部内装有固定铁芯及活动元件，且在其外侧设置有线圈及磁轭的燃料喷射阀中，使活动元件动作的电枢设有沿轴方向延伸的多个燃料通路用贯通孔，贯通孔沿周方向以保持特定间隔配置，在贯通孔彼此之间不连续地成形有和固定铁芯接触的凸状的接触面。

Description

燃料喷射阀

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的燃料喷射阀，特别是涉及利用电磁驱动的活动元件对燃料通路进行开闭的燃料喷射阀。

背景技术

这种现有的燃料喷射阀例如日本特开昭58-178863号公报、或日本特开2006-22721号公报所记载，活动元件包括圆筒状的电枢部；柱塞部，其位于该电枢部的中心部；以及阀体，其设置于柱塞的前端，在中心部具有导入燃料的燃料导入孔的固定铁芯的端面和电枢的端面之间设置有磁隙，还具备向包含该磁隙的磁通路供给磁通的电磁线圈。

利用由穿过上述磁隙的磁通在电枢的端面和固定铁芯的端面之间产生的磁吸引力将电枢向固定铁芯侧吸引来驱动活动元件，并且通过使阀体离开阀座来打开设置于阀座的燃料通路。

在如此构成的燃料喷射阀中，具有如下问题：在电枢的端面和固定铁芯的端面之间的碰撞面互相贴紧，导致在磁通路的磁力消失后，到复归初始位置(即，两者完全分离，阀体被按压在阀座的状态)的时间增长。

其原因之一是，考虑到电枢及固定铁芯的表面被磁化，难以磁分离，因此，需要进行这些难以磁化的设计。

其另一个原因是，在从电枢被吸引且电枢的端面和固定铁芯的端面接触的开阀状态开始闭阀动作之际，即，电枢的端面和固定铁芯的端面开始分离而磁吸引间隙渐渐扩大时，在电枢的端面和固定铁芯的端面之间发生流体性的紧贴现象。

具体而言，具有如下性质：欲要使电枢粘附于固定铁芯所产生的流体性的力的大小与电枢的移动速度成正比，与间隙的大小的三次方成反比。

于是，其理由如下：从开阀状态切换为闭阀开始状态之后，因间隙小，燃料难以从外部流入该间隙内，因围绕电枢的流体的惯性质量而电枢不得不以非常微小的移动速度移动，由此，受上述现象的影响而表现电枢的端面和固定铁芯的端面粘附的那样动作。

为了缓和该现象，重要的是，不仅不阻碍在电枢的端面和固定铁芯的端面之间及电枢的周围所发生的燃料的流动，而且还要促进其流动。

在现有技术中，为了缓和上述问题，公开了如下技术：将电枢的端面和固定铁芯的端面之间的碰撞面制成局部性的接触面，从而难以发生紧贴现象来防止粘附。

但是，在上述现有技术中，不能充分促进在电枢的端面和固定铁芯的端面之间及电枢的周围所发生的燃料的流动。

其原因是，从设置于固定铁芯的中心的燃料导入通路导入的燃料大部分被比较顺畅地供给到电枢的内径部，但向电枢的外周侧供给的燃料经由较长距离进行供给。在这样的现有技术中，从电枢的内周侧向外周侧供给的燃料不充分，因此，直到燃料充分供给到电枢的端面和固定铁芯的端面之间的间隙的时间长，结果是，成为阻碍电枢的运动而发生活动元件的响应延迟的主要原因。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种燃料喷射阀，能够将燃料迅速地供给到电枢的端面和固定铁芯的端面之间的间隙，其结果能使电枢周围的燃料顺畅地流动。

本发明为了实现上述目的，制成如下结构，在电枢上具有：在其中央部形成于与固定铁芯的燃料导入孔的端部面对面的位置的凹处、在其端面沿周方向分散形成且与固定铁芯的端面接触的凸部区域、在其端面形成于凸部区域的剩余的部分的凹部区域、一端向该凹部区域开口且另一端在电枢的与固定铁芯相反侧的端面向柱塞的周围开口的多个贯通孔。

根据这样的构成，在本发明的燃料喷射阀中，在活动元件从开阀位置向闭阀动作转移的状态下的电枢周围的燃料的流动变得顺畅，燃料能够被迅速地供给到电枢的端面和固定铁芯的端面之间的间隙，从而能够使电枢快速地离开固定铁芯，因此，能够缩短闭阀延迟时间。

附图说明

图1是表示本发明的燃料喷射阀整体的剖面图；

图2是将本发明的一部分放大了的剖面图；

图3是本发明第一实施例的电枢的平面图(A)、(A)的X-X剖面图(B)；

图4是本发明另一实施例的电枢的平面图；

图5是图4的电枢的P箭头指向的局部放大立体图；

图6是图5的Y-Y剖面图。

具体实施方式

下面，利用图1、图2对实施方式的整体构成进行说明。

图1是实施例的燃料喷射阀的纵剖面图。图2是图1的局部放大图，表示了实施例的燃料喷射阀的具体结构。

金属材料制的喷嘴管101具备直径小的小径筒状部22和直径大的大径筒状部23，两者间通过圆锥截面部24而连接。

在小径筒状部22的前端部分形成有喷嘴体。具体而言，在形成于小径筒状部的前端部分的内部的筒状部中依次层叠插入有：将燃料向中心引导的导向部件115、具备有燃料喷射口116A的孔板(orifice plate)116，孔板116的周围通过焊接固定在筒状部上。

导向部件115对下述的活动元件114的柱塞114A或设置于其前端的阀体114B的外周进行引导，并且也兼作将燃料从放射方向外侧向内侧引导的燃料的导向件。

在孔板116上，在面向导向部件115的一侧形成有圆锥状的阀座。设置于柱塞114A的前端的阀体114B与该阀座39抵接，将燃料的流动或者导入燃料喷射口116A或者将其截断。

在喷嘴体的外周形成有槽，以树脂材料制的薄片封层或在金属的周边烧结有橡胶的密封垫为代表的密封部件嵌入该槽内。

在金属材料制的喷嘴管101的大径筒状部23的内周下端部，将对活动元件114的柱塞114A进行引导的柱塞导向件113压入固定在大径筒状部23的拉深加工部25。

柱塞导向件113设置有将柱塞114A向中央引导的导向孔127，在其周围穿孔设置多个燃料通路126。

另外，在中央的上面通过挤压加工形成有凹部125。在该凹部125内保持有弹簧112。

在柱塞导向件113的中央下面通过挤压加工形成有对应于该凹部125的凸部，在该凸部中央设置有柱塞114A的导向孔127。

这样，细长形状的柱塞114A利用柱塞导向件113的导向孔127和导向部件115的导向孔，以笔直往复运动的方式被导向。

这样，金属材料制的喷嘴管101从前端部到后端部由同一部件一体形成，因此，容易进行部件的控制，另外，组装作业性良好。

在柱塞114A的设置有阀体114B的端部的相反侧的端部设置有具备具有比柱塞114A的直径大的外径的台阶部129、133的头部114C。在台阶部129的上端面设置有弹簧110的支承面，在中心形成有弹簧导向用的突起131。

活动元件114具有在中央具备有柱塞114A贯通的贯通孔的电枢102。电枢102在和柱塞导向件113面对面的一侧的面的中央形成有弹簧支承用的凹部112A，在柱塞导向件113的凹部125和该凹部112A之间保持有弹簧112。

由于贯通孔128的直径比头部114C的台阶部133的直径小，因此，在将柱塞114A向孔板116的阀座按压的弹簧110的弹力或重力的作用下，柱塞114A的头部114C的台阶部129的内周下端面与在由弹簧112保持的电枢102的上侧面形成的凹处123的底面123A抵接，两者进行卡合。

由此，对电枢102向与弹簧112的弹力或重力对抗的上方的移动、或者柱塞114A向沿弹簧112的弹力或重力的下方的移动而言，两者协作而一同移动。

但是，不管弹簧112的弹力或重力如何，使柱塞114A向上方移动的力、或者使电枢102向下方移动的力独立且分别作用于柱塞及电枢时，两者将会向各自的方向移动。

此时，在贯通孔128的部分，存在于柱塞114A的外周面和电枢102的内周面之间的5～15微米的微小间隙内的流体的膜相对于两者向不同的方向的移动而产生摩擦，从而抑制两者的移动。即，对于两者的快速位移起到制动作用。对于慢慢的移动几乎不显示阻力。这样，这种两者向相反方向的瞬间动作在短时间内会衰减。

在此，电枢102不处于大径筒状部23的内周面和电枢102的外周面之间，而是利用电枢102的贯通孔128的内周面和柱塞114A的外周面来保持中心位置。而且，柱塞114A的外周面作为电枢102单独沿轴方向移动时的导向发挥功能。

电枢102的下端面与柱塞导向件113的上端面面对面，但因弹簧112介于中间，所以两者不会接触。

在电枢102的外周面和金属材料制的喷嘴管101的大径筒状部23的内周面之间设置有侧隙130。为了容许电枢102的轴方向的移动，在贯通孔128部分，使该侧隙130为比形成于柱塞114A的外周面和电枢102的内周面之间的5～15微米的微小间隙大的、例如0.1毫米左右。过大时，磁阻力变大，因此，该间隙由和磁阻力保持均衡来决定。

固定铁芯107被压入金属材料制的喷嘴管101的大径筒状部23的内周部，燃料导入管108被压入其上端部，在喷嘴管101的大径筒状部23和燃料导入用的管部108的压入接触位置进行焊接接合。通过该焊接接合，形成于金属材料制的喷嘴管101的大径筒状部23的内部和大气之间的燃料泄漏间隙被密闭。

燃料导入管108和固定铁芯107在中心设置有比柱塞114A的头部114C的直径稍大的直径D的贯通孔。

在非接触状态下，柱塞114A的头部114C插通在固定铁芯107的作为燃料导入通路的贯通孔107D的下端部内周。固定铁芯107的贯通孔107D的内周下端边缘132和头部114C的台阶部133的外周边缘部134之间的间隙被赋予与上述侧隙相同程度的间隙。这是因为：比电枢102的与内周边缘部135的间隔(约40～100微米)大，尽可能地减少磁通从固定铁芯107向柱塞114A泄漏。

初始载荷设定用的弹簧110的下端与形成于台阶部133的上端面的弹簧支架座117抵接，该台阶部133设置在柱塞114A的头部114C上，利用将弹簧110的另一端压入固定铁芯107的贯通孔107D的内部的调节件54挡止，由此，将其固定在头部114C和调节件54之间。

通过对调节件54的固定位置进行调节，可以调节弹簧110将柱塞114A按压在阀座39上的初始载荷。

电枢102的行程调节如下：在将电磁线圈(104、105)、磁轭(103、106)安装在喷嘴管101的大径筒状部23的外周后，将电枢102安置在喷嘴管101的大径筒状部23内，在将柱塞114A插通在电枢102内的状态下，利用夹具将柱塞114A按下在闭阀位置，检测对线圈105通电时的活动元件114的行程，同时决定固定铁芯107的压入位置，由此，可以将活动元件114的行程调节在任意位置。

如图1、图2所示，构成为：在调节了初始载荷设定弹簧110的初始载荷的状态下，固定铁芯107的下端面相对于活动元件114的电枢102的上端面122，隔开大约40～100微米左右(在附图中放大表示)的磁吸引间隙136而与其面对面。电枢102的外径和固定铁芯107的外径实际上仅差一点点(约0.1毫米)，电枢102的外径较小。另一方面，位于电枢102的中心的贯通孔128的内径比活动元件114的柱塞114A及阀体的外径稍大。另外，固定铁芯107的贯通孔的内径比头部114C的外径稍大。而且，头部114C的外径比电枢102的贯通孔128的内径大。

由此，充分确保在磁吸引间隙136内的磁通路面积，同时确保了柱塞114A的头部114C的下端面和电枢102的凹处123A的底面在轴方向上的卡合余量。

在金属材料制的喷嘴管101的大径筒状部23的外周固定有杯状磁轭103和以堵塞杯该杯状磁轭103的敞开侧开口的方式设置的环状的上磁轭106。

在杯状磁轭103的底部，在中央设置有贯通孔，金属材料制的喷嘴管101的大径筒状部23插通在贯通孔内。

杯状磁轭103的外周壁的部分形成与金属材料制的喷嘴管101的大径筒状部23的外周面面对面的外周磁轭部。

环状的上磁轭106的外周被压入杯状磁轭103的内周。

在由杯状磁轭103和环状的上磁轭106形成的筒状空间内配置有环状或筒状的电磁线圈105。

电磁线圈105包括：具有朝向半径方向外侧开口的截面呈U字状的槽的环状的线圈骨架104、通过卷绕在该槽中的铜线形成的环状线圈105。

电磁线圈装置由骨架(bobbin)104、线圈105、杯状磁轭103及上磁轭106构成。

在线圈105的始卷及终卷端部固定有具有刚性的导体109，导体109自设置于上磁轭106的贯通孔引出。

该导体109和燃料导入管108、喷嘴管101的大径筒状部23的外周由树脂成形体121包覆，树脂成形体121为将绝缘树脂注入杯状磁轭103的上端开口部内周的、上磁轭106上部进行模压成形而成的成形体。

这样，在电磁线圈(104、105)的周围形成有如箭头140所示的环形(toroidal)的磁通路140。

由电池电源供电的插头与形成于导体43C的前端部的端子43A连接，利用未图示的控制器控制通电、非通电。

在对线圈105通电中，借助穿过磁回路140的磁通，在磁吸引间隙136内，在活动元件114的电枢102和固定铁芯107之间发生磁吸引力，电枢102被超过弹簧110的设定载荷的力吸引而向上方移动。此时，电枢102和柱塞的头部114C卡合并和柱塞114A一同向上方移动，而移动到电枢102的上端面与固定铁芯107的下端面碰撞。

其结果是，柱塞114A的前端的阀体114B离开阀座39，燃料穿过燃料通路118，从多个喷射口116A向燃烧室内喷出。

向电磁线圈105的通电被断开后，磁回路140的磁通消失，磁吸引间隙136的磁吸引力也消失。

在该状态下，将柱塞114A的头部114C压向相反方向的初始载荷设定用的弹簧110的弹力大于弹簧112的力，并作用于活动元件114整体(电枢102、柱塞114A)上。

其结果是，失去磁吸引力的活动元件114的电枢102利用弹簧110的弹力，被压回阀体114B与阀座接触的闭位置。

此时，头部114C的台阶部129与电枢102的凹处的底面123A抵接，使电枢102克服弹簧112的力，向柱塞导向件113侧移动。

当阀体114B与阀座正常碰撞时，柱塞114A向压缩弹簧110的方向回弹。

但是，由于电枢102和柱塞114A分体，因此，柱塞114A将会离开电枢102，向电枢102的移动的相反方向移动。

此时，在柱塞114A的外周和电枢102的内周之间发生流体的摩擦，回弹的柱塞114A的能量由因惯性力将向相反方向(阀的关闭方向)移动的电枢102的惯性质量吸收。

在回弹时，由于惯性质量大的电枢102离开柱塞114A，因此，回弹能量自身也变小。

另外，由于吸收柱塞114A的回弹能量的电枢102自身的惯性力相应减小了上述量，因此，压缩弹簧112的能量减少，弹簧112的排斥力变小，由于电枢102自身的回弹现象，而难以发生柱塞114A向开阀方向移动的现象。

这样，将柱塞114A的回弹控制在最小限，在向电磁线圈(104、105)的通电断开后开阀，可以抑制燃料不作为地喷射、所谓二次喷射现象。

在此，要求燃料喷射阀，对输入的开阀信号尽快响应并能够开闭阀。即，将从开阀脉冲信号的上升起到达到实际开阀状态的延迟时间(开阀延迟时间)及、开阀脉冲信号结束后到达到实际闭阀状态的延迟时间(闭阀延迟时间)缩短，但从进一步减小最小的可控制喷射量(最小喷射量)这种观点出发也较重要。其中得知，尤其是闭阀延迟时间的缩短对最小喷射量的降低非常有效。

闭阀延迟时间的缩短的方法之一为：加大弹簧110的设定载荷，其中，弹簧110将使阀体114B从开状态向闭状态转移的力赋予活动元件114，但是，当加大该力后，在开阀时需要较大的力，反倒具有电磁线圈大型化之类的问题。因此，设计上受制约，仅借助该方法未必能充分缩短开阀延迟时间。

作为另一方法，可以考虑：将由固定铁芯107的电磁吸引力吸引的电枢102利用弹簧110按压时，固定铁芯107的下端面和电枢102的上端面122之间的磁隙136达到负压状态，因此，利用其，因电枢102移动而位移的燃料从燃料通路118迅速流入磁隙136内。

下面，基于该原理对实施例进行说明。在本实施例中，为了缩短闭阀延迟时间，在电枢102上设置用于使燃料沿轴方向流动的燃料通路用贯通孔124，利用电枢102的上端面和固定铁芯107的下端面之间的磁隙，使该贯通孔124和设置于电枢102的侧面的燃料供给路130连通，减小了流体阻力。

根据该构成，可构成为：通过分散(不连续)形成燃料供给路，将电枢102的上端面和固定铁芯107的下端面的接触面的面积确保磁、或反冲击性(対衝撃性)中必要的面积，从而难以降低作用于电枢102的上端面122的磁吸引力。

另外，可以构成为：由于可以使接触面成为必要最小限，因此，能够降低固定铁芯107的下端面和电枢102的上端面122吸引时产生的挤压效果造成的粘附力，另外，在负压作用于两者间时，使利用电枢102而位移的燃料通路118内的燃料通过设置于电枢102的贯通孔124，迅速引入磁隙136内。

图3是本发明实施例的电枢102的结构图。(A)是从柱塞头部114C侧看的平面图，(B)是(A)的X-X剖面图。

在电枢102的中央部分设置有凹处123，在其底面123A的中心部穿孔设置使活动元件114的柱塞114A贯通的贯通孔128。

另外，构成燃料通路用的贯通孔150、151、152、153的一部分的截面呈半圆状的四个纵槽150B～153B在凹处123的内周壁面以等间隔分散形成。纵槽150B～153B到达凹处123的底面123A的部位将底面123A贯通，笔直地向电枢102的与固定铁芯侧相反的端面开口。从底面123A起的之前的部分作为截面呈圆形的贯通孔150、151、152、153而形成。其结果是，在底面123A上形成有从其外周部向中心侧突出的截面呈半圆状的贯通孔150A-153A。在该实施例中，由截面呈半圆状的贯通孔150A-153A和截面呈半圆状的纵槽150B～153B构成截面为圆形的贯通孔150～153，而截面呈半圆状的贯通孔150A-153A的直径、和截面呈半圆状的纵槽150B～153B的直径哪个大都可以。另外，截面形状可以为矩形也可以为其它形状。总之，条件是具有台阶并开口：以使至少一部分虽然可以在电枢102的凹处123的底面部或者在其中途，但在比电枢102的端面122凹的位置开口，剩余的部分在电枢102的端面122或比上述一部分的开口更靠电枢102的端面122的位置开口。

另外，贯通孔150～153其一部分形成为比固定铁芯的燃料导入孔107D更靠内侧，剩余部分形成在其直径之外。而且，构成为：位于燃料导入孔107D更内侧的部分的贯通孔150～153的上端开口位置形成在比位于燃料导入孔107D的更外侧的部分的贯通孔150～153的上端开口位置更远离固定铁芯的端面的位置。

在如此构成的本实施例中，从固定铁芯107的燃料导入孔107D流入的燃料流入贯通孔150～153，并且通过贯通孔的开口部，燃料也与电枢102的端面的半径方向外侧连通，其结果是，燃料快速地出入磁隙内。

返回图3，在电枢102的端面122上，由与固定铁芯107的端面接触的接触面160、161、162、163构成在燃料通路用的贯通孔150～153之间。

图2是表示安装有该电枢102且电枢102经由磁吸引间隙136被向固定铁芯107吸引的状态的图。另外，磁吸引间隙136及接触面160放大表示。

对线圈105赋予开阀脉冲信号，通过磁回路140的磁吸引力，电枢102被向固定铁芯107吸引，且被吸引到接触面160与固定铁芯107接触。根据其动作，活动元件114与电枢102连动而被向上部提升。而且，燃料从电枢102的贯通孔150、柱塞导向件113的燃料通路126、燃料通路118、提升了的阀体114B和喷射口116A进行喷射。

开阀脉冲信号结束后，磁回路140产生的磁吸引力消失，电枢102从由固定铁芯107的吸引而释放。而且，利用弹簧110的按压力按压电枢102，阀体114B坐落在阀座39上，而封闭喷射口116A，燃料的喷射结束。

在阀体114B被按压且封闭喷射口116A时，位移的燃料和喷射时相反，通过燃料通路118、柱塞导向件113的燃料通路126、电枢102的燃料通路用的贯通孔150～153流动，但由于可以减小在此期间的燃料通路的流体阻力，因此，能够缩短闭阀延迟时间。

下面，对用于进一步缩短闭阀延迟时间的动作进行说明。

在电枢102被向固定铁芯107吸引的开阀时的状态下，电枢102的上端面122不完全接触，仅接触面160接触。

但是，从用两个面来夹持流体的状态起，使两个面分离的挤压效果造成的粘附力与上端面122全部以紧贴状态与固定铁芯107接触的情况相比，为非常小的值。这表明，挤压效果造成的粘附力在理论上和接触面积成正比关系，且与间隙距离的三次方分之一成正比。

因此，通过设置接触面160，减小了向固定铁芯107的粘附面积，通过凸部区域(接触面)形成，将磁吸引间隙136保持为一定距离，由此，减小了挤压效果造成的粘附力。

开阀脉冲信号结束后，磁吸引力消失，当电枢102从由固定铁芯107的吸引释放后，由磁吸引间隙136产生的挤压效果造成的粘附力因本发明而变小，因此，阀体114B被按压，由此，位移了的燃料在电枢102的燃料通路用的贯通孔150中流动，并被快速吸入负压状态的磁吸引间隙136内。

电枢102的接触面160、161、162、163以不与贯通孔150、151、152、153重叠的方式不连续地成形，因此，燃料的流动更加圆滑。当接触面不连续时，可以使将碰撞部的内外连通的流体通路存在。利用该效果，不仅能从电枢外径侧面的间隙，而且还能从铁芯中心侧的主要的燃料通路，向碰撞部的外径侧供给燃料，且圆滑地进行向磁隙的燃料供给。其结果是，即使是电枢的初始速度较快的情况，也可以减小挤压效果造成的粘附力。

在本实施方式中，构成为：只使电枢102的接触面160与固定铁芯107接触，另外，接触面160、161、162、163不与贯通孔150、151、152、153重叠。即，电枢具有作为沿轴方向延伸的多个燃料通路用贯通孔150～153，并且贯通孔150～153沿周方向以保持特定的间隔配置，在彼此的孔之间形成有接触面160～163作为凸端面。

通过由贯通孔150～153将接触面分隔使其不连续，使得从不连续部分的燃料供给正好最容易。即，贯通孔150～153也和设置于电枢的凹处连通，且和设置于固定铁芯的中心的燃料通路一并形成主要的燃料通路，因此，流路截面积大。通过利用流路截面积大的燃料通路将接触面分隔，向磁隙的燃料供给不仅可以从电枢的内周及电枢的外周进行，而且也可以从贯通孔150～153进行。贯通孔150～153也和电枢的下部连通，因此，随着电枢的移动而被挤压出，且向磁隙移动的大部分燃料经由贯通孔移动。在此，由于利用贯通孔150～153分隔的接触面160～163配置在贯通孔的附近(直近)，因此，可以不受狭窄流路的影响而供给燃料。其结果是，容易进行向磁隙及碰撞部的燃料供给，能够减小产生了粘附的挤压效果造成的力。由于挤压效果造成的粘附力与间隙的三次方成反比，因此，如本发明所述，将会高效圆滑地进行向间隙最为狭窄的碰撞端部的燃料供给。

其结果是，具有如下效果：在开阀脉冲信号结束后，活动元件114可以迅速动作，阀体114B将燃料喷射口116A按压，从而可以缩短闭阀延迟时间。即，能够缩短在向线圈的通电结束后到达开始闭阀动作的时间，从而可以缩短闭阀延迟时间。其结果是，可以减小能够控制的燃料喷射阀的最小喷射量。或者，在不需要小的最小喷射量的情况下，可以减小施力弹簧的安置载荷，其结果是，磁吸引力容易胜于施力弹簧的弹力，从而也可以增大燃料喷射阀动作的最大燃料压力。

图3中，将电枢102的接触面160、161、162、163以使其在贯通孔150、151、152、153彼此之间连续、在贯通孔的部分分散的方式形成。但在贯通孔150～153彼此之间不必使接触面连续。例如，即使在贯通孔150～153彼此之间中，在接触面的中间部分形成不连续部分也起作用，从而也可以得到同样的效果。

但是，在本发明中，对燃料喷射阀中使用的燃料，未特别说明，但在汽油、柴油、乙醇等内燃机中使用的所有燃料中，均可采用。这就是本发明立足于流体具有的粘性阻力的观点而开发的理由。无论采用了哪一种燃料，都存在粘性阻力，都可以采用本发明的原理，因此，能够发挥效果。

另外，在乙醇燃料中，当无接触面160、161、162、163且固定铁芯107的下端面和电枢102的上端面122粘附时，在使两个面离开时，受挤压效果的负压的影响，且由于溶入乙醇燃料的空气的掺气现象(aeration)或气穴现象(cavitation)，而损伤固定铁芯107的下端面及电枢102的上端面122，有损可靠性。供给燃料喷射阀的燃料压力越低，该倾向越显著。因此，如本发明所述，当通过圆滑地进行向接触面160～163的燃料供给而可以减小在端部产生的负压时，可以减小在固定铁芯107的碰撞端面及电枢102的上端面122及碰撞端部160～163上产生的掺气现象或气穴现象，从而提高耐久可靠性。

往往对铁芯107的下端面(碰撞端面)及、电枢102的上端面122及碰撞端面160～163实施电镀来提高耐久性，但本发明的对掺气现象或气穴现象发生加以抑制的效果，可发挥抑制镀层剥离等效果。其结果是，即使在电枢上使用比较软的软磁性不锈钢的情况下，通过采用镀硬质铬或非电解镀镍，也可以确保耐久可靠性。尤其是，可以利用通过热处理等使非电解镀镍固着那样的电镀。在采用非电解镀镍的情况下，容易高精度地保持膜厚，该结果是，可以提高成品的精度，可以降低不均度。

由此，通过在电枢102上设置分散的(不连续的)接触面160、161、162、163，可以得到如下效果：降低挤压效果造成的粘附力，并且可以减少固定铁芯107的下端面和电枢102的上端面122之间的碰撞引起的损伤。

另外，在图3中，实线123表示凹处123的直径，意思是指凹处123的内周壁。虚线107

表示固定铁芯107的燃料导入孔107D的内径。另外，点划线117

表示形成于柱塞114A的头部114C的弹簧支架座117的外径。如图3和图2所示，从固定铁芯107的下端导入凹处123的燃料通过形成于固定铁芯107的内周的边缘132和弹簧支架座117的上端外周的边缘之间的燃料通路进行引导。而且，由于在该燃料通路的正下游(几乎正下方)形成有贯通孔150～153的开口，因此，燃料的流动顺畅。另外，从燃料通路118侧通过贯通孔150～153而流动的燃料也顺畅地流入已为负压的、电枢102的端面122和固定铁芯107的端面之间的磁隙136。即，由于从燃料导入孔107D直至燃料通路118形成有几乎笔直的燃料通路，因此，燃料的流动顺畅。另外，在磁隙的部分，贯通孔150～153的一部分以将凹处123向半径方向外侧膨胀的形态扩张，因此，来自固定铁芯107的内周的边缘132和弹簧支架座117的上端外周的边缘134之间的间隙S1的燃料、来自凹处123的燃料顺畅地流入电枢102的上端面122和固定铁芯107的端面之间的磁隙136。

此时，构成为贯通孔150～153的通路截面积的总和比由间隙S1形成的燃料通路的通路截面积大。由此，由于在燃料的流动方向上截面积大，所以燃料的流动顺畅。

另外，由于在由间隙S1形成的燃料通路的通路截面积的下游部设置作为燃料通路的扩大部的凹处123，所以通过间隙S1的燃料不仅被供给到贯通孔150～153，还供给到磁隙136。此时，槽150B～153B的上端部发挥作用，将燃料通过接触面160～163之间，从凹处123侧顺畅地供给电枢102的外周侧的凹部区域122。

凹处123的深度根据柱塞114A的头部114C的高度方向的尺寸来适当选择。凹处123比固定铁芯107的内周径尺寸大是一个条件，但大到什么程度，还要考虑和固定铁芯107之间的磁特性来决定。在实施例中，即使在扩大到贯通孔150～153的最外径部的情况下，也能得到充分的磁特性。

另外，构成为贯通孔150～153的通路截面积的总和比柱塞贯通孔128的截面积大。

由此，与在柱塞上设置贯通孔的情况相比，可以得到较大的燃料通路截面积。当然，也可以一方面维持实施例的结构，一方面在柱塞114A的中心或外周部设置贯通孔，来进一步扩大燃料通路。

下面，基于图4对第二实施例进行说明。

图4～图6所示的实施例中，在贯通孔150～153的槽150B～153B的上端的周围设置凹部150D～153D，将电枢102的端面的内周部和外周部的连通路进一步加大。

另外，在凹部150D～153D的彼此之间设置V形槽180～183。由此，由于有效地减小了接触面160A、B～163A、B，所以能够进一步降低挤压效果。

该V形槽180～183其内周侧的宽度比外周侧的宽度大，另外，在内周侧具有倾斜190。由此，具有如下效果：燃料向半径方向的移动可以更加顺畅地进行。

将以上两个实施例的实施方式整理如下。

1、(A)具有活动元件，其构成包括圆筒状的电枢部(102)、位于该电枢部(102)的中心部的柱塞部(114A)、设置于柱塞部(114A)的前端的阀体(114B)。

(B)具有固定铁芯(107)，其在中心部具有导入燃料的燃料导入孔(107D)。

(C)具备电磁线圈(105)，其向包含设置于电枢(102)的端面(122)和固定铁芯(107)的端面之间的磁隙(136)的磁通路(140)供给磁通。

(D)利用由穿过磁隙(136)的磁通在电枢(102)的端面(122)和固定铁芯(107)的端面之间产生的磁吸引力，将电枢(102)向固定铁芯(107)侧吸引而驱动活动元件(114)，因此，使阀体(114B)离开阀座(39)而打开设置于阀座(39)的燃料通路(116A)。

(E)在电枢上，

(a)在其中央部形成有凹处(123)，其形成于与固定铁芯(107)的燃料导入孔(107D)的端部面对面的位置。

(b)在其端面具有凸部区域(160～163)，其沿周方向分散形成且与固定铁芯(107)的端面接触。

(c)在其端面具有凹部区域(122)，其形成在凸部区域(160～163)的剩余的部分。

(d)具有多个贯通孔(150～153)，其一端向凹部区域(122)开口，另一端在电枢(102)的与固定铁芯相反侧的端面(112A)向柱塞(114A)的周围开口。

优选的是，

2、在电枢(102)的端面(122)的凸部区域(160～163)与固定铁芯(107)接触的状态下，至少在贯通孔(150～153)部分，凹处(123)和电枢(102)的凸部区域(160～163)更靠外周侧的凹部区域(122)连通。

优选的是，

3、在相邻的贯通孔(150～153)的开口和开口之间形成有从凹处(123)侧朝向半径方向外侧呈放射状延伸的槽(180～183)。

从而在电枢(102)的端面(122)上，隔开特定的间隔交替地形成有贯通孔(150～153)的开口、凸部区域(160～163)、槽(180～183)、下一贯通孔(150～153)的开口。

优选的是，

4、槽(180～183)为V形槽。

优选的是，

5、V形槽(180～183)在凹处(123)侧倾斜。

具体而言，

6、构成为：将固定铁芯(107)固定在金属材料制的喷嘴管(101)的内侧，电枢(102)以隔有磁吸引间隙(136)而与固定铁芯(107)面对面的方式配置，将活动元件(114)配置在金属喷嘴管(101)内，其中，活动元件(114)在阀座(39)和固定铁芯(107)之间可往复运动，在喷嘴管(101)的外侧安装有环状线圈(105)和围绕在该环状线圈(105)的上下、周围的磁轭(103、106)，电枢(102)具有沿轴方向延伸的多个燃料通路用贯通孔(150～153)，贯通孔(150～153)沿周方向保持特定的间隔进行配置，在该贯通孔(150～153)彼此之间分散、即不连续地形成有与固定铁芯(107)接触的端面。

另外，图1中标号111为设置在形成磁通路140的管部件上的环状槽，且形成磁轭流口(磁気絞り)。该磁轭流口形成在与磁隙136面对面的位置。

在以上的实施例中，利用具有以下特征的构成，可以得到现有技术中得不到的效果。

a、利用碰撞部的凸部区域(即，接触面160～163)呈不连续的部分，使接触面与设置于电枢的贯通孔相邻。即，贯通孔的上端在相邻的凸部区域(接触面)之间开口。更优选在相邻的凸部区域(接触面)之间形成有凹部区域，贯通孔的上端在其凹部区域开口。

b、与凸部区域(接触面)呈不连续的部分相邻的贯通孔和侧方连通。即，在比贯通孔更靠电枢的内侧方向上，与凹处123连通，在电枢的外侧方向上，通过设置于电枢上端面的凹部区域，连通到电枢侧周部的燃料通路。

c、与凸部区域(接触面)呈不连续的部分相邻的贯通孔形成主要的燃料通路。即，大部分燃料通过贯通孔向燃料通路118供给。另外，从燃料通路118向凹处123倒流。此时，由于贯通孔在固定铁芯的燃料导入孔和凹处之间向与间隙面对面的位置开口，因此，燃料的流动为沿着柱塞的轴线的笔直流动，其流体阻力小，因此，电枢的移动顺畅。其结果是，提高了活动元件114的响应性，改善了开闭阀的响应性。

其它效果如下：

a、该效果为：凸部区域(接触面)呈不连续，由此，容易进行燃料向凸部区域(接触面)的内外的移动。不连续的部分与电枢的贯通孔相邻，由此，在闭阀时，电枢下游侧的面挤压出的燃料容易向电枢上游侧流动，并且，向凸部区域(接触面)的内外及凸部区域(接触面)供给，因此，减小了以粘附的方式作用于阀体的挤压效果造成的力。

即，在单纯地穿孔设孔的电枢或单纯地附有凸部区域(接触面)的电枢中，效果较小。即使只在凸部区域(接触面)的外侧或内侧穿孔，也会妨碍凸部区域(接触面)内外的燃料的移动，且易粘附。

b、与凸部区域(接触面)呈不连续的部分相邻的贯通孔和侧方(设置于电枢的凹处一侧)连通，由此，更容易进行燃料的供给及移动。在电枢的贯通孔面向铁芯的情况下，最小的截面积形成在铁芯和电枢的间隙部之间，因此，即使单纯地设置孔，轭流增大，从而效果小。因此，燃料进来的路径理应为铁芯内侧、电枢外侧、贯通孔，但贯通孔的效果小。因此，通过贯通孔和侧方(设置于电枢的凹处一侧)连通，容易进行燃料的流动，容易进行来自贯通孔的燃料供给。其结果是，也易向间隙部供给，作为结果，可以降低挤压效果造成的粘附。

c、主要的燃料通路在设置于电枢的燃料通路中具有最大的截面积。因此，通过碰撞部(接触面)与形成主要的燃料通路的贯通孔相邻，可以最有效地减小流体阻力。另外，由于可以兼具主要的燃料通路和用于防止粘附的燃料通路，因此，可以不减小磁吸引面积。

产业上的可利用性

本发明优选应用于将燃料直接喷射在汽缸内的、所谓缸内喷射式内燃机的燃料喷射阀。另外，也可以应用于将燃料喷射阀安装在进气管上而从进气阀上游向汽缸内供给燃料的、所谓孔喷射式内燃机的燃料喷射阀。

Claims

1.一种燃料喷射阀，其具备：

活动元件，其构成为包括圆筒状的电枢、位于该电枢的中心部的柱塞、设置于该柱塞的前端的阀体；

固定铁芯，其在中心部具有导入燃料的燃料导入孔；

电磁线圈，其向包含设置于所述电枢的端面和所述固定铁芯的端面之间的磁隙的磁通路供给磁通，

利用由穿过所述磁隙的磁通在所述电枢的端面和所述固定铁芯的端面之间产生的磁吸引力，将所述电枢向所述固定铁芯侧吸引而驱动所述活动元件，

并且通过使所述阀体离开阀座而打开设置于该阀座的燃料通路，其特征在于，

在所述电枢上具有：

在其中央部形成于与所述固定铁芯的所述燃料导入孔的端部面对面的位置的凹处；

在其端面沿周方向分散形成且与所述固定铁芯的端面接触的凸部区域；

在其端面形成于所述凸部区域的剩余的部分的凹部区域；

一端向该凹部区域开口，另一端在所述电枢的与固定铁芯相反侧的端面向所述柱塞的周围开口的多个贯通孔。

2.如权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，

在所述电枢的端面的所述凸部区域与所述固定铁芯接触的状态下，至少在所述贯通孔部分，所述凹处和所述电枢的比所述凸部区域更靠外周侧的凹部区域连通。

3.如权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，

在相邻的所述贯通孔的开口和开口之间形成有从所述凹处侧朝向半径方向外侧呈放射状延伸的槽，

从而在所述电枢的端面上，隔开特定的间隔交替地形成有贯通孔的开口、凸部区域、所述槽、下一贯通孔的开口。

4.如权利要求3所述的燃料喷射阀，其特征在于，

所述槽为V形槽。

5.如权利要求4所述的燃料喷射阀，其特征在于，

所述V形槽向所述凹处侧倾斜。

6.一种燃料喷射阀，其利用电磁力，将电枢向在中心设有燃料通路的固定铁芯的端面吸引，并控制与电枢一同被驱动的阀体而对燃料喷射口进行开闭，其特征在于，

在所述电枢的端面上以特定的间隔配置与所述固定铁芯的端面接触的多个凸状的接触面，在该多个凸状的接触面之间穿孔设置贯通孔，并且至少在该贯通孔的开口部分，使所述电枢的内周部和外周部的连通路加大。